Cos'è la piegatura CNC? Come funzionano la piegatura programmata dei tubi e la piegatura dei metalli tramite pressa piegatrice

Un tubo di scarico inossidabile da 42 mm con cinque curve, due delle quali su piani diversi, non è lo stesso problema di una staffa piegata a 90 gradi su una pressa piegatrice. Entrambi i lavori sono spesso descritti come piegatura CNC, ma le macchine, gli utensili e la programmazione dietro di essi sono diversi. Ciò che li accomuna è che ogni angolo, distanza e rotazione deriva da un programma memorizzato, non da un operatore che gira manualmente i fermi.

La risposta breve è questa. La piegatura CNC è un processo di formatura dei metalli in cui un sistema di controllo numerico computerizzato guida gli assi della macchina, alimentando il pezzo in lavorazione e impostando gli angoli di piegatura su valori presi da un programma pezzo. Su una pressa piegatrice ciò significa profondità del pistone, posizione del registro posteriore e talvolta bombatura. In una curvatubi significa avanzamento del carro, rotazione della pinza e angolo del braccio di piega, mosso da servomotori in grado di ripetere la stessa posizione migliaia di volte con lo stesso risultato.

Piegatura CNC in parole povere

CNC sta per controllo numerico computerizzato e il termine descrive come viene guidata la macchina piuttosto che cosa fa. Una vecchia piegatrice NC è impostata manualmente, con arresti meccanici per la lunghezza di avanzamento, una rotazione fissa sulla pinza e un angolo di piega regolato da una vite o un quadrante. Una piegatrice CNC memorizza le stesse informazioni di un programma: posizioni degli assi, sequenza di piega, valori di compensazione e dati dell'utensile.

Quando il programma viene eseguito, il controller invia un comando di posizione a ciascun servoasse, legge il feedback dall'encoder e corregge il movimento finché le posizioni comandate e effettive non corrispondono. Questo circuito chiuso è il motivo per cui una macchina CNC può mantenere un angolo su una serie di migliaia di parti e perché un lavoro eseguito due anni fa può essere rimesso sulla macchina e prodotto dallo stesso file.

Il conteggio degli assi è la misura pratica di ciò che una macchina può fare. Una singola piegatubi sterzo normalmente programma l'avanzamento del carrello, il piano di rotazione della piega e l'angolo di piega. Aggiungi più pile di utensili o una seconda testa di piegatura e la macchina può produrre parti multipiano e multiraggio in un'unica manipolazione, eliminando l'errore di nuovo bloccaggio che appare quando una parte si sposta tra le operazioni.

La piegatura della lamiera e la piegatura dei tubi sono due lavori diversi

I risultati della ricerca fondono i due insieme e ciò causa veri e propri errori di specifica. La piegatura della pressa piegatrice forma una lamiera piana su un punzone e una matrice e il materiale viene piegato su tutta la sua larghezza. La piegatura rotativa del tubo tira un tubo attorno a una matrice di curvatura mentre un mandrino supporta l'interno della parete. Le modalità di guasto, gli utensili e i fattori di tolleranza non sono gli stessi, quindi una richiesta che dice solo la piegatura CNC è spesso troppo vaga per essere citata con precisione.

Se il pezzo è un pannello piatto con flange, stai acquistando una pressa piegatrice. Se si tratta di un tubo che deve trasportare fluidi, gas o un cavo, stai acquistando una curvatubi e il diametro esterno, lo spessore della parete e il raggio della linea centrale determineranno l'attrezzatura.

Come funziona effettivamente un ciclo di piegatura CNC

1. La parte è definita in 3D o come tabella di piega: diametro esterno, spessore della parete, materiale, ciascun angolo di piega, ciascun raggio della linea centrale e la distanza diritta tra le pieghe.
2. Il programma di piegatura viene creato offline dal modello o dal controller. In questa fase vengono applicati la compensazione del ritorno elastico, la detrazione della piegatura e un controllo delle collisioni.
3. L'attrezzatura è preparata. La matrice di piegatura, la matrice di bloccaggio, la matrice di pressione e il mandrino sono adattati alle dimensioni del tubo e viene aggiunta una matrice raschiante dove la parete è sottile.
4. Un primo articolo viene piegato e misurato. La lunghezza di avanzamento, la rotazione e gli offset angolari vengono tagliati finché la parte non corrisponde al disegno.
5. La produzione viene eseguita. La macchina ripete le posizioni memorizzate e l'operatore controlla un campione a intervalli prestabiliti invece di regolare ogni parte.
6. Le parti passano all'operazione successiva, che può essere la formatura delle estremità, la smussatura, la sbavatura o l'assemblaggio.

Gli strumenti che determinano la qualità dei pezzi

Due macchine dello stesso costruttore possono produrre risultati molto diversi a causa degli utensili. Gli elementi che contano di più sono:

• Mandrino. Supporta l'interno del tubo durante la curvatura e controlla l'ovalità. Un mandrino a spina è adatto a raggi generosi su pareti spesse, mentre un mandrino a sfera è solitamente necessario per lavori su pareti sottili e raggi stretti.
• Piegare il dado. Imposta il raggio della linea centrale e la forma della scanalatura e, in pratica, limita anche l'angolo di piega massimo disponibile a quel raggio.
• Morsetto. Fa presa sul tubo contro la matrice di curvatura e impedisce al materiale di scivolare all'indietro durante la curvatura.
• Muore a pressione. Segue il tubo e controlla la parete esterna, e spesso fa la differenza tra una superficie pulita e una coperta di segni.
• Stampo per tergicristallo. Supporta la parte interna della curva dove iniziano le grinze, il che è più importante su combinazioni di pareti sottili e raggio piccolo.
• Lubrificazione. Riduce la resistenza e il calore e prolunga la durata dell'utensile, ma il lubrificante sbagliato lascia residui che devono essere rimossi prima della saldatura o della placcatura.

Cosa migliora la piegatura CNC e dove smette di avere senso

Dove il processo guadagna il suo costo

• Coerenza. Lo stesso programma produce la stessa geometria sul primo pezzo e sul millesimo.
• Tempo di installazione. Il richiamo del programma sostituisce la reimpostazione manuale dei fermi, quindi i lotti brevi diventano economici.
• Minore dipendenza dall'operatore. L'abilità passa dall'impostazione manuale alla programmazione, alla selezione degli utensili e all'ispezione.
• Parti multi-piega in un ciclo. Gli assi della macchina gestiscono i cambiamenti del piano che altrimenti richiederebbero due attrezzature.

Dove non si adatta

• Pezzi semplici ad angolo singolo in volumi molto bassi, dove una macchina manuale o a controllo numerico costa meno per pezzo.
• Un raggio così stretto rispetto alla parete che nessuna configurazione del mandrino manterrà la sezione.
• Formatura di lamiere spesse, che appartiene al lavoro della pressa piegatrice piuttosto che alla piegatura a trafilatura rotativa.

Acquistare assegni prima di specificare una macchina

La maggior parte degli errori nelle specifiche deriva da un breve elenco di numeri che gli acquirenti non includono nella richiesta.

• Diametro esterno massimo e spessore della parete, poiché la forza di formazione è proporzionale alla sezione della parete.
• Raggio minimo della linea centrale, solitamente descritto come multiplo del diametro del tubo.
• Numero totale di curve e se si trovano su più di un piano.
• Tempo di ciclo richiesto e se il carico e lo scarico devono essere automatizzati.
• Qualità del materiale, poiché l'acciaio inossidabile e l'acciaio ad alta resistenza hanno un ritorno elastico diverso dall'acciaio dolce.

Per una macchina a testa singola, la configurazione da cercare è il servocontrollo completo, con avanzamento, rotazione e angolo di piega tutti guidati dal programma anziché da arresti meccanici.

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Quando un pezzo presenta piegature su entrambi i lati del tubo, o necessita di due piegature contemporaneamente, una macchina a doppia testa accorcia il ciclo ed elimina una seconda fase di movimentazione.

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Il tubo di grande diametro e con pareti spesse richiede una coppia maggiore e un telaio più rigido, poiché la forza di formatura aumenta rapidamente con la sezione e il raggio della parete.

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Problemi comuni e cosa significano di solito

• Ovalità superiore al limite di disegno. Il mandrino è troppo piccolo, è stato montato il tipo di mandrino sbagliato oppure il raggio è troppo stretto per lo spessore della parete.
• Rughe all'interno della piega. Manca o è mal posizionata una matrice del tergicristallo oppure il muro ha un supporto insufficiente.
• Deriva angolare durante una corsa. Il ritorno elastico varia tra i lotti di materiale oppure la matrice della pinza scivola e tira il materiale.
• Graffi lungo il raggio esterno. È necessario rivedere l'impostazione della pressione dello stampo, il gioco dell'utensile o la lubrificazione.
• Appiattimento all'inizio della curva. La lunghezza del morsetto è troppo corta oppure la scanalatura della matrice del morsetto non si adatta al tubo.

Dove si trova la piegatura CNC in una linea di produzione

La piegatura è raramente un'operazione autonoma. Una tipica linea di tubi taglia il materiale a misura, smussa e sbava le estremità, piega la parte, quindi forma o svasa le estremità del tubo. Il collegamento di questi passaggi cambia l'economia del lavoro, perché le parti smettono di attendere tra le macchine e i danni da movimentazione diminuiscono. Questo è il motivo per cui molti acquirenti ora specificano la piegatrice come parte di un più ampio linea di automazione piuttosto che come un acquisto isolato.

La piegatura CNC non è un singolo tipo di macchina. È un metodo per controllare una macchina piegatrice in modo che la geometria provenga da un programma anziché dalle mani dell'operatore. Se conosci il diametro esterno, lo spessore della parete, la qualità del materiale, il raggio centrale più piccolo e il numero di piegature su piani diversi, conosci già i cinque numeri che un costruttore di macchine deve citare correttamente.

Se desideri che questi numeri vengano rivisti rispetto a una configurazione reale prima di impegnarti nell'utilizzo degli strumenti, puoi farlo contattare la squadra e condividi il disegno della parte con la tabella di piegatura.